Динамика и структура биоценозов

• Автор: Семенов, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 259 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ЧАСТЬ I
Введение.

Глава I. Устойчивость состояния биоценоза и оптимальность его компонент

1.1. Приспособленность особи и критерий оптимальности .

1.2. Уравнения математической экологии

1.3. Устойчивость состояния биоценоза в структурном

и в фазовом смыслах.

1.4. Устойчивость к возмущениям сметанного типа

1.5. Нестационарный случай

Глава 2. Обобщенные уравнения математической экологии .

2.1. Описание уравнений .
2.2. Устойчивые решения .
2.3. Принцип оптимальности
2.4. Действенность естественного отбора .
2.5. Влияние изменчивости
2.6. Конструктивность принципа оптимальности
2.7. Параметры состояния особи
Глава 3. Моделирование перестроек биоценоза в ответ
на экзогенное воздействие .
3.1. Равновесное состояние биоценоза
3.2. Сукцессия
3.3. Математическое моделирование экзогенной сукцессии.
3.4. Обоснование прогностической схемы
3.5. Пример реализации прогностической слемы
ЧАСТЬ П
Глава 4. Полифакториальность динамики численности
популяций
4.1. Постановка вопроса
4.2. Последствия адаптивных перестроек .
4.3. Количественная оценка выживаемости от фактора смертности.
4.4. Мфакторная система
4.5. О монолимитировании
Глава 5. Моделирование процессов воспроизводства ИЗ
5.1. Адаптивная модель воспроизводства . ИЗ
5.2. Реакция на изменение экзогенного параметра.
5.3. Влияние абиотических факторов среды на рост
водорослей.
5.4. Экологические цены химических ингредиентов среды. . . .
5.5. Оптимальное распределение ассимилятов на функции
роста и воспроизводства
Глава 6. Непостоянство среды и адаптивные стратегии особей .
6.1. Постановка вопроса
6.2. Адаптивное расселение особей в переменной среде
с заданными свойствами.
6.3. Влияние непостоянства среды на режим роста и размножения организма в течение генерации .
6.4. Влияние адаптивного расселения особей по стациям на устойчивость стационарного уровня численности популяции
Глава 7. Краткая сводка и обсуждение результатов
7.1. Класс рассматриваемых систем, метод их описания и
общие свойства.
7.2. Применение развитых общих представлений и методов к анализу конкретных экологобиофизических процессов. . .
7.3. Взаимосвязь с проблемами экологического мониторинга . .
Список литературы


В этом смысле оптимальность особей, слагающих биоценоз, оказывается необходимым условием устойчивости последнего, его иедополняемости новыми элементами. Трудно оспорить тот факт, что наблюдаемые длительное время биоценозы находятся в устойчивом состоянии. Последнее означает наличие вполне определенных типов особей в их составе и вполне определенных сложившихся процессов изменения численности популяции. Мы покажем ниже, что оптимальность есть необходимое следствие такого рода устойчивости. Наша дальнейшая задача проанализировать связь явления оптимальности на уровне особи и явления устойчивости на уровне биоценоза. Ниже рассматривается математический аппарат, приспособленный для анализа этой взаимосвязи. Развитие теории экологических процессов привело в последнее время к появлению несколько нетрадиционной точки зрения на понятие устойчивости биоценоза. В частности, при моделировании динамики биоценоза как единого целого и последующем анализе модели на устойчивость важно устанавливать не только устойчивость состояния системы относительно возмущений плотностей фактически представленных в биоценозе видов, но и устойчивость по отношению к возмущениям плотностей популяций видов, фактически в биоценозе не представленных. Это замечание в равной степени относится к той ситуации, когда особи изучаются не с точностью до видовой принадлежности, а более подробно, в частности, с точностью до генотипа. Возникает впечатление, что число типов особей, слагающих биоценоз, нельзя фиксировать произвольно, т. Этот эффект к наличие глубокой связи между свойствами устойчивости и оптимальности побудили нас провести математический анализ достаточно широкого класса моделей с целью уточнения и формализации понятия устойчивости описанного типа. Рассмотрим некоторое конечное множество А и пространство С А действительнозначных функций на А . Множество неотрицательных функций на А мы обозначил С С А, а то значение, которое принимает функция X X суть дваждыдифференцируемые функции от X . I есть уравнение математической экологии. Для любого подмножества И А обозначим через Нм и НИ подпространства функций из С А4 и СА соответственно, обращающихся в нуль вне множества МА , т. А4 И. I. Последнее означает, что в том случае,когда начальное условие Хо принадлежит И Мцн ад принадлежит НниМ при любом ЬО . IV СхоС, с Ха, В С и . Функция х называется ограничением У с А на М . Динамическую систему 2 естественно называть ограничением динамической системы I изСД в Сн, а последнюю расширением первой с СУ на СЛ . Стационарным состоянием или точкой покоя динамической системы I называется независящее от времени решение системы I У . Последняя есть система А уравнений относительно А I неизвестных Символом ь М . Далее,пусть сЦй А,УV0, А0 асибА1 Х0 , Разумеется,для каждого рассматриваемого стационарного состояния X множества Ь и Ао индивидуальны. В и А0 соответственно. Это в дальнейшем не приведет к недоразумению, поскольку всегда будет ясно,какое именно стационарное состояние мы в каядом конкретном случае имеем в виду. Ясно, что У Хс0 при любом абВ в силу уравнений 3. Наибольший интерес для нас представляют стационарные состояния системы I, принадлежащие ССа. Динамические системы типа I получили весьма широкое распространение в математическом моделировании,. Это объясняется тем, что уравнениями I удовлетворительно описывается довольно широкий класс систем, которые мы считаем уместным объединить общим термином репродуктивные системы. Такие системы слагаются из элементов, способных к росту и самовоспроизводству. А, в будущем они эндогенно возникнуть уже не смогут. Таким образом, уже в самом начале рассмотрения предполагается отсутствие существенной иммиграции объектов в систему и существенной внутренней изменчивости объектов по параметру . Разумеется, при анализе реальных систем последнее требование можно рассматривать лишь как идеализацию их реальных свойств. Типичным примером репродуктивной системы является биоценоз.